论文导读:：科学的生产调度系统模式就是要降低企业85%不增值的部分和优化生产过程。系统集成视角下的生产调度方法及其改进。
论文关键词：生产调度系统，系统集成，生产不确定性
0引言
在生产过程中，很多企业实际加工时间占总加工时间不到15％，而有85％以上的时间用于等待、搬运和排队。以机械加工为例，15％的加工时间里，切削时间仅占30％，其余70％的时间用于零件装夹及定位、及用于换刀具、测量、机床调整、消除屑末等，多数机器90％的时间处于闲置状态[l]。因此，科学的生产调度系统模式就是要降低企业85%不增值的部分和优化生产过程，建立合理的生产调度模型，寻找有效的调度方法，改进生产调度方案，设计适宜的计划调度系统。传统的手段如降低库存、裁减雇员、精简机构、增加加工设备等已经达到了极限，不可能再有较多的进展，进一步的成本缩减可转向企业内外资源的合理配置和高效利用[2]。作业车间调度问题的研究于1950年展开，国内外对于生产调度问题的诸多研究可以归结为两个方面：生产调度问题的建模和生产调度问题算法设计与分析[3]。虽然对车间调度领域的研究已有六十多年的历史，但至今尚未形成一套较为完备的系统理论和方法，加强生产调度系统理论和应用的深入研究非常必要。
生产管理通常分为三个阶段：生产计划、生产调度和生产控制系统集成，其中生产调度是生产管理领域内的关键环节。调度与很多其它经营管理活动有关，如生产计划的可行性分析、销售部门接受订单的提前期、生产线的人力调配、设备保养维修、物料采购供应计划等。而实际生产过程中，车间生产调度过程是一个多元化管理模式，需要敏捷响应和反馈，要求在宏观上规划生产，微观上调控生产。科学合理的生产调度在满足客户要求和生产任务的前提下，依据生产过程获得准确信息，充分合理的利用与配置加工过程的各种制造资源、高效低耗地使用生产资源、合理安排加工工件的顺序、均衡设备负荷和生产、提高设备利用率、缩短换工装和物料准备时间、降低生产和人工成本、优化生产过程。生产调度围绕企业生产经营目标，对企业生产活动进行有效组织、指挥、控制和调节，根据生产目标和约束，为每个加工对象确定具体的加工路径、时间、机器和操作等，根据市场需求变化和产品订货，及时调整生产结构，及时应对和解决生产中的各种矛盾和问题，以保证整个生产经营活动的正常进行，保证在合适的时间，将合适数量和合格质量的物料输送到合适的地点，由已确定的人员进行加工，最后生产出满足客户需求的产品。因此，及时准确地生产调度对生产系统的高效运行有着重要地影响。
1生产调度的分类、影响因素及优化模型
1.1 生产调度的分类
在不同的制造资源、约束条件、生产规模、生产形式和管理方法下，生产调度问题的目标、调度策略也不同。任何优化模型都包含优化目标和约束条件，生产计划优化也不例外，但是约束计划的因素很多，为全面地考虑优化模型中的约束因素，需要对其进行分类，就对象而言，有模糊调度、离散事件和连续事件调度、静态和动态调度等；就调度方法而言，有Gantt图、分支定界、动态规划、规则调度和仿真等；就调度优化目标而言，有正规性能指标和非正规性能指标，如生产成本、提前/延迟(E/T)指标等。就调度加工系统的复杂度而言，可分为单机、多台并行机、流水车间调度和作业车间调度[4-7]。
1.2 生产调度的影响因素
现代企业生产环节多、协作关系复杂、生产连续性强、情况变化快，某一局部发生故障，或某一措施没有按期实现，往往会波及整个生产系统的运行。由于调度问题的复杂性和生产环境的动态性系统集成，必须将资源、约束、规模和方法等因素综合考虑来研究论文发表。在这种更新速度快、生产系统稳定性差且复杂多变的制造环境下，企业不仅仅要求能生产出质量高、性能优良的产品，而且还需要快速生产出市场所需求的产品，更要能够快速、准确地应对生产过程中频繁发生的各种扰动，这显然要求整个生产系统对生产过程中的控制更严格、更有效、更有柔性。任何产品生产的直接因素从空间上看分别来自用户要求、企业自身生产状况和供应商的供货状况等方面，它们对生产计划的约束通过施加到企业内部的影响体现出来。
首先，用户一般提出交货期、数量、质量、规格、交货方式等要求。交货期和数量直接约束生产企业计划，质量和规格通过设计部门转化为加工工艺要求，工艺部门进一步将加工工艺转化为加工次序和加工时间。用户需求对计划的约束体现在交货期、加工次序、加工时间、运输设备、运输次序等方面；其次，供应商对企业计划的约束主要是物料供货时间（物料到达企业的时间，包括物料的出厂时间和运输时间等）；最后，计划在企业内受到人力、资金、设备、库存、后勤保障（水、电、煤、气等）的约束，其中设备主要包括运输设备、工具工装、加工设备、场地等，工序负荷平衡、生产模式、现场实绩等非结构化约束，加上变化的工作条件，需要频繁地进行重调度。
大多数的研究对约束问题考虑不是很周全，建模时也对真实环境进行了大量的简化，因此，车间调度系统应用到实际生产中时很容易碰上“计划赶不上变化”的困境。
1.3 生产调度的优化模型
在车间生产调度中，生产计划调度的任务是根据生产目标和约束，为每一个加工对象确定具体的加工路径、时间、制造设备资源和操作等，以保证车间制造系统的某一性能指标达到最优，具有静态特性。生产调度的优化模型如式（1）所示，
 （1）
式中， 为加工对象的生产计划； 为企业收益， 为加工成本； 为加工该加工对象的时间，人员，设备等生产条件，为企业所拥有的加工条件等内部约束条件；为生产出产品的质量，数量等，为用户所提出的产品质量、数量等外部约束条件。
在理论研究中，生产调度问题常被称为排序问题、资源分配问题或组织优化问题。当然，调度不只是排序，还需要根据排序结果确定各个任务的开始时间和结束时间系统集成，并使约束得到满足，同时使车间制造系统的性能达到最优或次优。这些特点决定了生产调度高复杂性、动态随机性、突发性、多目标性、多约束性、多资源相互协调、非线性、目标可变性、大规模性和多极小性等特点，并且多数调度问题求解过程是NP(Non-deterministicPolynomial)问题，它的计算量随问题的规模呈指数增长。这导致生产调度要综合平衡这些条件自己的矛盾与冲突。多目标车间调度最终得到的解是一个解集，如何从解集中选出一个最优妥协解作为实施方案，使企业制定出合适的作业生产计划。生产调度问题作为现代制造系统的一个研究热点，由于系统建模方法的多样性，以及问题的侧重点不同，调度方法和研究对象也明显不同。
1/4 1 2 3 4 下一页 尾页 |
